Connected Highway Digital Twin Use Case and iTwin Platform Introduction
互聯高速公路數位孿生用例和 iTwin 平台介紹
數位孿生可以幫助道路機構，整合多個孤立的數據源、追蹤和可視化變化、產生可操作的見解等。本概述重點介紹了從道路到緊急橋樑，更換的數位孿生應用案例。
數位孿生正在成為交通基礎設施，最重要的技術趨勢之一，因為它們具有改進設計、視覺增強協作，以及提高資產可靠性和性能的潛力。數位孿生可被視為基礎設施決策的支柱，因為它們提供有關項目、項目狀態和相關風險的最新資訊。
數位孿生使土木工程師，能夠在整個生命週期中可視化資產，以追蹤變化，並執行優化資產性能的分析。
什麼是數位孿生，為什麼它們很重要？
數位孿生是實體資產、流程或系統的數位表示，以及使我們能夠理解和建模，其性能的工程資訊。簡單地說，數位孿生是一種高度詳細的數位模式，它是實體資產的對應物或孿生。數位孿生不斷更新，來自多個來源的數據，這使它們與靜態 3D 模式不同。
從概念到營運，承包商、建築公司，以及道路和橋樑業主營運商，可以利用數位孿生讓項目團隊更深入地瞭解設計。數位孿生還使管理層和所有者，能夠在流程早期瞭解設計決策的含義，並幫助他們在整個資產生命週期內提高績效。
在新道路或橋樑的規劃、設計和施工或重大升級過程中，項目數位孿生可以根據營運要求優化設計，並透過模擬降低施工延遲或不合格的風險。項目數位孿生還可以改善供應鏈內的物流和溝通，這有助於維持進度和預算。
在營運期間，性能數位孿生變得最有價值。當來自物聯網 (IoT) 連接設備（例如提供持續調查，以即時跟蹤現實世界條件下的資產變化的無人機）的輸入添加到數位表示中時，所有者營運商獲得洞察力。這種透明度有助於業主營運商，優先考慮並改進維護或升級。
當應用人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 時，從大數據中獲得的分析可見性，可以提供洞察力和沈浸式數位營運，以提高營運和維護的有效性。結果是，訪問性能數位孿生可能使員工能夠在問題出現之前，預測和避免問題，或者縮短他們的反應時間。
隨著無人機和機器人的應用，以及基於人工智慧的電腦視覺，使用數位孿生自動化檢查任務，專家可以遠端進行檢查，提高生產力，利用專家的價值，並降低暴露團隊成員所帶來的風險危險的環境。
路橋數位孿生在現實生活中的應用
Bentley 看到其用戶透過數位孿生實現數位化，推進數位化工作流程，並使用智慧組件，並使用數位環境來改進項目交付，和/或使資產在世界各地，每天都表現得更好。以下是一些案例，說明 Bentley 使用者，如何在他們的項目工作中實現數位化。
Italferr 使用數位孿生技術，在義大利熱那亞建造了 Pergenova 高架橋。Pergenova Consortium Company 選擇 Italferr 為義大利熱那亞 Polcevera 河上的 1,182 米莫蘭迪大橋，設計應急替代方案。倒塌的橋樑關閉了三條鐵路線，增加了 120 公里的公路旅行。因此，盡快重建它對於城市的長期經濟和文化健康非常重要 —— 並且需要在設計進行時開始施工。
為了在按時完成設計的同時，確保設計的準確性，Italferr 使用 Bentley 的建築資訊模式 (BIM) 方法，並創建了高架橋的數位孿生模式，以簡化整個設計階段的工作流程。為了實現這一目標，Italferr 將建造和運營的詳細資訊納入模式，因為在設計階段之後，幾乎沒有時間對模式進行重大修改。該組織還建立了一個開放、互聯的數據環境，以促進多學科項目團隊之間的協作，並確保單一的事實來源。 Bentley 應用還幫助 Italferr 定義標準、模板和基本標準，以創建數位孿生和統一的 3D 資訊模式，構成設計、施工和營運的基礎。
利用 BIM 並使用 Bentley 應用，創建數位工作流，Italferr 能夠以比傳統 2D 設計更高的品質和速度可視化設計。使用 Bentley 的 BIM 解決方案和數位孿生模式，Italferr 降低了設計成本、改進了決策、提高了準確性並改進了多學科交流。
BIM 進步和數位孿生，優化了中國高速公路的設計和施工。湄潭至十阡高速公路，是中國貴州省交通運輸發展「十三五」規劃的重點項目。它是中國第一條大批量、全學科應用 BIM 方法，進行建設和管理的高速公路。高速公路位於山區，全長 113 公里，橋樑、高架公路和隧道眾多。
該項目利用數位孿生技術，提升高速公路建設品質，實現全生命週期管理理念。無人機飛來勘察現有場地，並使用 Bentley 的實景建模軟體，創建 3D 實景模型。擁有這種現實背景，幫助團隊加速和優化設計，將施工週期縮短了 89 天。
虛擬設計和施工技術的引入，改變了該項目傳統的施工生命週期。項目團隊在設計階段，發現了使用以前的方法在施工階段之前，無法發現和解決的問題。在設計階段發現問題，將設計工作量和時間減少了一半，提高了施工品質，並降低了施工成本。項目期間收集的 BIM 模式，用於建立數位孿生模型，為維護以及建模和預測未來資產性能奠定基礎。
Foth 使用數位孿生在愛荷華州錫達福爾斯 (Cedar Falls) 實施道路復興項目。Foth Infrastructure and Environment 被保留為愛荷華州錫達福爾斯，一條繁忙的公路走廊，制訂，從初步工程到最終設計和施工的綜合交通計劃。該市的目標，是改善交通流量和安全性，提供自行車和行人通道和機動性，並促進商業通道，同時最大限度地減少資本投資和營運成本。
為瞭解決該市的優先事項，Foth 引入了該州很少見的創新設計元素，包括環形交叉路口、車道減少和完整的街道方法，以容納多式聯運旅客。
擁有單個 3D 模型，提高了設計過程的準確性和效率，無縫整合了來自全球網路的設計師和顧問。3D 模型還有助於改進施工階段。Foth 將 3D 模型建立為數位孿生模型，隨著現場人員識別並解決現場潛在問題，數據流入和流出模式。除了施工，數位孿生中包含的工程資訊，將為未來的營運和資產管理提供重要價值，因為這些數位資產可以智慧地向城市，傳達改善績效的關鍵資訊。
在設計階段節省時間，大大縮短了整體項目進度，使 Foth 能夠在交付高品質項目的同時，滿足施工和城市進度。在開放、互聯的數據環境中，使用 Bentley 的應用，改進了各個階段的項目交付成果，最大限度地提高了行動團隊，和分散團隊之間的協作和生產力，並優化了與城市、公用事業公司和社區利益相關者的溝通。編者按：有關此項目的更多資訊，請參閱「在振興道路的同時，Foth 團隊磨練了簡化遠端工作的協作流程」。
BIM、實景建模和 GIS 數據為馬來西亞的高速公路，生成數位孿生模式。馬來西亞的泛婆羅洲公路，是一條全長 1,060 公里的四車道雙車道，橫跨沙撈越州現有社區和保護區的起伏地形。馬來西亞政府選定項目，交付合作夥伴 Lebuhraya Borneo Utara (LBU) 和 Bentley 通路合作夥伴 Reveron Consulting，為泛婆羅洲公路的設計、施工和營運實施 Bentley 解決方案。
LBU 將泛婆羅洲公路的規劃、設計和建設數位化，符合政府標準，提供最佳價值。在整個施工過程中利用 Bentley 應用（包括用於施工監控）後，下一階段的重點是營運、維護和資產管理，以確保高速公路滿足其當前和未來的功能要求。
由於它利用了實景建模，以及數位流程和工作流程，因此數位孿生方法被用作營運決策的基礎。 Bentley 的整合應用及其連接的數據環境，提供了一個完整的技術解決方案，可以創建數位孿生。數位孿生被用來整合道路資訊系統、橋樑管理系統和維護管理系統，這些系統是專門開發和設計的，包括不合格報告的開發。數位孿生使用 Bentley 技術將 BIM、實景建模和 GIS 數據結合起來，以提供身臨其境的可見性和分析，以便及時做出決策並提高基礎設施資產性能。
結論
數位孿生使用者能夠在整個資產生命週期中，可視化基礎設施資產、跟蹤變化，並執行分析以優化資產性能。Bentley 的基礎設施數位孿生結合了工程數據、現實數據和物聯網數據，可提供地上和地下基礎設施的整體視圖。身臨其境的可視化、可見性和分析可幫助使用者，更深入地瞭解基礎設施資產，從而改進決策，以獲得更好的結果。
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